数字调制系统(数字频带传输系统).doc

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1、第六章数字调制系统（数字频带传输系统）6.1引言在实际通信中，有不少信道都不能直接传送基带信号，而必须用基带信号对载波波形的某些参量进行控制，使载波的这些参量随基带信号的变化而变化，即所谓调制。数字调制是用载波信号的某些离散状态来表征所传送的信息，在收端对载波信号的离散调制参量进行检测。数字调制信号也称键控信号。基带脉冲输入调制器调制器调制器基带脉冲输出噪声干扰数字调制系统的基本结构图在二进制时，有ASK~振幅键控FSK~移频键控PSK~移相键控正弦载波的三种键控波形见樊书P129，图6－16.2二进制数字调制原理6.2.1二进制振幅键控（2ASK）一、一般原理及实现

2、方法基带信号形成器×带通滤波器2ASK信号2ASK调制的方框图2ASK是用“0”，“1”码基带矩形脉冲去键控一个连续的载波，使载波时断时续地输出。最早使用的载波电报就是这种情况。转换成数字序列单极性基带脉冲序列与相乘，频谱搬移到附近，实现2ASK。带通滤波器滤出所需已调信号，防止带外辐射，影响邻台。二、2ASK信号的功率谱及带宽101101，2ASK信号的一个样本波形为的功率谱，可见，知道了即可知道。由前面，二进制随机序列的功率谱：式中，根据矩形波形的的频谱特性，对于的整数有，，故的功率谱：的功率谱：的功率谱：，得，的功率谱：（见下面图形）由图可见，2ASK信号的功率

3、谱由连续谱和离散谱两部分组成。连续谱取决于经线性调制后的双边带谱。离散谱由载波分量决定。（注：是考虑的单极性脉冲随机序列，无）2ASK信号的频带宽度是基带脉冲带宽的两倍。这与模拟AM、DSB一样。若只计及基带脉冲频谱的主瓣，其带宽：6.2.2二进制移频键控（2FSK）一、2FSK信号的产生及波形（见樊书P133图6-5）10一种是模拟调频法，加在变容二极管上（LC谐振回路）直接调频。VCO相位连续相位不连续cosωc1tcosωc2ts(t)电子开关一种是采用键控法，用矩阵脉冲序列控制开关电路对两个不同的频率源进行选通。图6-5（c）P133是一个实现、一个实现（样本

4、）。2FSK的解调有：2个ASK信号相干解调、鉴频器方法、过零检测、差分检测等方法。解调（1）包络检波BPF1BPF2整流LPF整流LPF位同步抽样判决fc1fc2a(t)b(t)条件：。判决准则：（1）相干解调BPF1BPF2LPFLPF位同步抽样判决a(t)b(t)载波同步cosωc1t载波同步cosωc2t判决准则同（1）（2）过零检测g限幅微分整流单稳低通抽样判决位同步器abcdefcp(t)波形图见P134图6-7，但还要对f（t）进行样判决处理。f(t)cp(t)AB判决准则：二、2FSK信号的功率谱及带宽由樊书P133图6-5（b）知，，（、是载波），是

5、的反码键控法产生的信号：第n个信号码元的初相位与序列n无关，改变时相位不连续。模拟调频法产生的信号：改变时相位连续，与序列n有关，频谱分析较繁。下面仅分析键控法产生的频谱，且令=0樊书P136，公式（6.2-23）2FSK单边功率谱图形：分析讨论：①②FSK谱由连续谱和离散谱组成，连续谱是的ASK功率谱和ASK功率谱两者之和：。的中心位置在，的中心位置在离散谱出现在两个载频位置上。3.4K3.4K9K10K15K16K7.8K2.6K保护带2.4K13.8K③2FSK带宽（相位不连续2FSK）：举例子：2FSK多路传输，6.2.3二进制移相键控（2PSK）及二进制差分

6、相位键控（2DPSK）2PSK方式是用二进制数字脉冲序列去控制连续载波的相位。6.3二进制数字调制系统的抗噪性能通信系统的抗噪声性能是指系统克服加性噪声影响的能力。在数字通信中，信道的加性噪声可能使传输码元产生错误，错误程度通常用误码率来衡量。与数字基带系统一样，分析数字调制系统（数字频带系统）的抗噪性能，也就是要找出系统用加性噪声产生的总误码率。6.3.12ASK系统的抗噪声性能接收端输入波形可表示为输入带通输出抽样判决低通滤波包络检波定时脉冲（a）包络解调（非相干方式）（b）相干解调（同步解调）输入带通输出抽样判决器低通定时脉冲×为了分析简便，也可表示：下面讨论两

7、种不同的解调方法的性能。一、包络检波法的系统性能⑴带通滤波器的输出波形及概率密度函数的包络：根据本讲义§2.7，§2.9.窄带过程，正弦波加窄带过程的内容，窄带过程的包络的一维概率密度函数服从瑞利分布，正弦波加窄带过程的包络一维概率密度函数服从广义瑞利分布（莱斯分布），因此，它们的概率密度分别表示：（参见下图：2ASK包络检测误码率几何表示图）平稳随机过程若是电压电流信号，均值表示直流分量，方差表示交流分量的平均功率，噪声只有方差，为交流信号。⑵误码率的推导显然，包络经抽样判决，(门限值)判为“1”码,V≤b判为“0”码。门限b的选取与判决的正确程度